Урок 4 Получить доступ за 75 баллов Периодический закон

К 1860-м годам в науке прочно утвердилось атомно-молекулярное учение.

К тому времени было открыто 64 химических элемента.

Это достаточно большое количество, и учёные начали ломать головы над систематизацией. Всё многообразие элементов надо было свести в единую систему.

Конечно, можно просто отсортировать названия элементов по алфавиту и закончить на этом.

Но в таком случае это была бы не химия, а русский язык.

В такой «системе» рядом будут находиться элементы совершенно несовместимые, даже на взгляд человека, совершенно не знакомого с химией. Представьте: водород и вольфрам, гелий и германий, серебро и сера.

Учёным нужна была система, в которой элементы расположены системно, логично, на основании каких-то научных знаний, закономерностей.

Учёных интересовал вопрос: много ли элементов ещё не открыто? И можно ли определить какие-то закономерности, на основании которых можно вести поиски этих элементов не вслепую?

Попытки создания универсальной классификации, которая позволила бы ответить на поставленные вопросы, предпринимали многие ученые.

Одной из первых классификаций элементов было их распределение по самому очевидному признаку: на металлы и неметаллы.

Делались попытки объединить элементы по сходству их свойств в отдельные группы, семейства и даже найти общие закономерности, характерные для выявленных групп этих элементов.

Каждый химический элемент весьма индивидуален по своим свойствам, но в то же время между отдельными элементами имеются сходные признаки.

Основываясь на них, немецкий ученый Дёберейнер объединил сходные между собой элементы в триады, например: хлор, бром, йод или кальций, стронций, барий.

В середине XIX века продолжался поиск такой характеристики элементов, в зависимости от которой находились бы все остальные их свойства.

Немецкий исследователь Мейер расположил сходные элементы в вертикальные столбцы и получил таблицу элементов.

Он ближе всех подошел к открытию основного химического закона, но не сумел сделать нужных теоретических обобщений.

Были и другие попытки классифицировать химические элементы.

Безуспешность поиска общего закона, который позволил бы свести все элементы в единую систему, объяснялась тем, что ученые устанавливали и анализировали закономерности изменения свойств элементов лишь в сходных им группах.

Они не пытались соединять все известные элементы в одну систему.

Вместе с тем в этих научных поисках прослеживалась определенная логика развития науки: от накопления и анализа фактов к их систематизации, а затем к выявлению закономерностей.

В результате долгих поисков наш великий соотечественник Д. И. Менделеев в 1869 году сформулировал периодический закон.

В отличие от своих предшественников, Менделеев сравнивал не только сходные, но главным образом несходные между собой элементы, располагая их на основе главной характеристики элемента – атомной массы.

Благодаря его открытию все известные сегодня химические элементы объединены в систему.

Слово «система» говорит о том, что элементы размещаются в ней согласно определенному закону.

Анализируя свойства химических элементов и их соединений, ученый установил следующее: «Свойства химических элементов, а также свойства и формы их соединений, находятся в периодической зависимости от их атомных весов» (атомными весами тогда называли относительные атомные массы элементов).

Химики – тоже люди и любят подобные шутки, и легенда с пророческими снами в химии не единственная.

Но на самом деле ничто великое не происходит внезапно. Перед любым открытием учёный проводит очень большую и кропотливую научную работу.

Менделеев открыл этот закон на основании огромной аналитической работы, в ходе которой были найдены закономерности периодического повторения свойств элементов, рассмотренных в порядке возрастания значений их атомных весов.

Основа его работы состояла в том, что он расположил все известные химические элементы в порядке возрастания их атомных масс.

Сложность работы заключалась в том, что к 1869 г. были известны далеко не все элементы и атомная масса многих из них была определена неточно (иногда значения отличались в 2-3 раза!).

Чтобы составить такой ряд элементов, в котором их атомная масса действительно постоянно, монотонно возрастала, ученый «пошел на риск» – исправил атомный вес и уточнил свойства некоторых элементов (риск заключался в том, что он один выступал против всего научного сообщества). В этом ряду Менделеев смог выделить последовательно располагающиеся отрезки, на протяжении которых повторялся характер изменения свойств элементов. На этом основании он разделил ряд элементов на периоды.

Периодом называется такой ряд элементов, в котором атомная масса постепенно возрастает, а свойства элементов изменяются от металлических к неметаллическим. Каждый период начинается с типичного металла и заканчивается типичным неметаллом.

Сравнительная характеристика уровня активности элементов 3 периода

Периоды учёный разместил один под другим так, чтобы элементы со сходными свойствами оказывались в одном вертикальном столбце. Такие столбцы называются группами.

Сравнительная характеристика свойств элементов 1 группы
при реакции соответствующего простого вещества с водой

Открылись большие «предсказательные» возможности периодического закона.

Используя их, ученый не только исправил характеристики некоторых известных элементов, но и предсказал новые, а также с большой точностью описал их физические свойства.

С помощью своего, ставшего одним из величайших в химии открытий Дмитрий Менделеев увековечил своё имя не только среди химиков – имя Менделеева знакомо даже далёким от химии людям.

Возвращаясь к началу нашего урока, где мы провели параллель с русским языком, хочется отметить, что химия и русский язык, кроме всех естественных связей между собой, имеют ещё одно место соприкосновения.

Все вы прекрасно знаете великого русского поэта Александра Александровича Блока.

Он был женат на Любови Дмитриевне Менделеевой, которая, как вы наверняка уже догадались, была дочерью великого учёного.

Химия – наука лирическая!